การเดินทางเพื่อการสำรวจทางสมุทรศาสตร์และวิทยาศาสตร์ทางทะเลได้เริ่มต้นในประเทศอังกฤษโดยเรือ HMS Endeavor ซึ่งออกจากท่าเรือ Plymouth ในปี ค.ศ. 1768 ภายใต้การบังคับบัญชาของ
กัปตัน เจมส์ คุก ซึ่งเป็นนายทหารเรือที่เฉลียวฉลาดและมีความเป็นผู้นำ ประกอบกับเป็นผู้มีความรู้ในหลายศาสตร์อาทิ การเดินเรือ แผนที่ นักเขียน ศิลปะ นักการทูต และนักโภชนาการ จุดประสงค์หลักของการเดินทางครั้งนี้คือเพื่อหาที่ตั้งฐานทัพของตนทางทะเลใต้ และนอกจากนี้ยังเป็นการหาข้อมูลทางด้านสมุทรศาสตร์และวิทยาศาสตร์ทางทะเล ในช่วงเริ่มต้นกัปตันคุกได้เชิญนักวิทยาศาสตร์จาก The Royal Society ไปยังเกาะตาฮิติ เพื่อรวมสังเกตวงโคจรของดาวศุกร์ ซึ่งได้นำมาคำนวณหาค่าวงโคจรของโลก ซึ่งก่อนหน้านี้ได้มีผู้ทำการคำนวณมาก่อนหน้านี้แล้วเช่น Sir Edmund Halley จากนั้นกัปตันคุกและคณะได้เดินทางลงไปทางซีกโลกใต้เพื่อทดสอบทฤษฎีที่ว่ายังมีแผ่นดินที่เป็นทวีปอยู่ทางซีกโลกใต้ ในสมัยนั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าต้องมีแผ่นดินอยู่ทางซีกโลกใต้เพื่อให้มีความสมดุลกับซีกโลกเหนือ เขาได้สำรวจพบทวีปออสเตรเลีย แนวปะการัง The Great Barrier Reef และนิวซีแลนด์ โดยได้ทำแผนที่การเดินทาง รวมถึงบันทึกลักษณะของชนเผ่าพื้นเมืองที่อาศัยอยู่เดิมและทำการผูกมิตรกับหัวหน้าเผ่าพื้นเมือง กัปตันคุกเดินทางกลับประเทศอังกฤษในปี ค.ศ. 1771 การเดินทางครั้งนี้ได้สร้างชื่อเสียงให้เขาเป็นอย่างมาก ในปีต่อมากัปตันคุกได้รับหน้าที่ให้บัญชาการเรือ HMS Resolution and Adventure ไปทำการศึกษาทางสมุทรศาสตร์อีกครั้ง ในการเดินทางครั้งนี้เขาได้ทำแผนที่ของ Tonga และเกาะ อีสเตอร์ ค้นพบเกาะนิวคาลีโดเนียในมหาสมุทรแปซิฟิก และเกาะเซาท์จอร์เจียในมหาสมุทรแอตแลนติก กัปตันคุกเป็นคนแรกที่เดินเรือไปยังละติจูดสูงๆในซีกโลกใต้คือ 71 องศาใต้ แต่เขายังไม่ได้ค้นพบทวีปแอนตาร์คติก ในการสำรวจครั้งที่สองนี้กัปตันคุกเดินทางกลับอังกฤษในปีค.ศ. 1775 และในปี ค.ศ. 1776 ก็เป็นการเดินทางครั้งสุดท้ายของเขากับเรือ HMS Resolution and Discovery โดยเดินทางไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือไปยังแคนาดา อลาสก้า และไซบีเรีย เขาได้ค้นพบหมู่เกาะฮาวาย และทำแผนที่ชายฝั่งด้านตะวันตกของทวีปอเมริกาเหนือ กัปตันคุกถูกฆ่าตายโดยชาวพื้นเมืองเกาะฮาวายด้วยความเข้าใจผิดในปี ค.ศ. ๑๗๗๙ เส้นทางการเดินทางของเขาแสดงไว้ในภาพ
กัปตันคุกได้รับเกียรติให้เป็นนักสมุทรศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่คนหนึ่งเนื่องจากเขาได้บันทึกสิ่งที่เขาได้พบเห็น ไว้อย่างละเอียด เก็บตัวอย่างทั้งพืช สัตว์ทะเลและสัตว์บก บันทึกลักษณะของพื้นท้องทะเลและข้อมูลทางธรณีวิทยาในแต่ละพื้นที่ นอกจากนี้กัปตันคุกยังทำแผนที่การเดินทางของเขาโดยเฉพาะในมหาสมุทรแปซิฟิกไว้อย่างถูกต้องแม่นยำแผนที่ดังกล่าวนี้ได้ถูกใช้โดยฝ่ายสัมพันธมิตรในสงครามโลกครั้งที่สอง
มีคำถามว่ากัปตันคุกหรือโคลัมบัสทราบได้อย่างไรว่า ตำแหน่งที่เขาอยู่ในทะเลในเวลานั้นคือที่ใด ถึงแม้ว่าจะอาศัยแผนที่การเดินทางที่มีความถูกต้องเที่ยงตรง แต่ถ้านักเดินเรือไม่ทราบตำแหน่งที่เขาอยู่ในขณะนั้นเขาก็จะไม่สามารถเดินทางกลับบ้านได้หรือไม่สามารถกลับไปยังดินแดนที่เขาค้นพบใหม่ได้
คำตอบคือในเวลากลางคืน
โคลัมบัสและนักเดินเรือรุ่นเก่าได้อาศัยแสงจากดาวฤกษ์เพื่อหาตำแหน่งละติจูด ซึ่งเขาจะทราบว่าตำแหน่งที่เขาอยู่นั้นอยู่ทางซีกโลกเหนือหรือซีกโลกใต้ ตัวอย่างที่เห็นได้ง่ายคือขณะที่อยู่ในซีกโลกเหนือ เราสามารถใช้เพียงไม้โปรแทรกเตอร์เพื่อหาละติจูดที่เราอยู่ได้โดยการวัดมุมในแนวระนาบระหว่างดาวเหนือกับตาของผู้สังเกต ส่วนในในซีกโลกใต้จำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่มีความซับซ้อนมากกว่านี้
ปัญหาสำคัญในการเดินเรืออย่างแท้จริงก็คือการหาตำแหน่งลองติจูดของผู้สังเกตในขณะนั้น โดยเราสามารถหาลองติจูดได้โดยอาศัยนาฬิกา สิ่งแรกคือหาเวลาเที่ยงตรงในบริเวณนั้นซึ่งเงาของวัตถุใดๆจะสั้นที่สุดเนื่องจากแสงจากดวงอาทิตย์จะส่องออกมาเป็นมุมตรงพอดีและบันทึกเวลาในขณะนั้นไว้ และหลังจากเดินทางไปทางตะวันตกจากจุดสังเกตครั้งแรกเราจะพบว่านาฬิกาที่บอกเวลาเที่ยงตรงที่ตำแหน่งใหม่จะไม่ใช่เวลาเที่ยงตรง ณ จุดสังเกตครั้งแรก สมมติความแตกต่างของเวลาเที่ยงตรงของจุดแรกและจุดที่สองเท่ากับสามชั่วโมง เราสามารถใช้หลักคณิตศาสตร์ง่าย ๆ ในการหาตำแหน่งได้ว่าระยะทางระหว่างจุดแรกและจุดที่สองห่างกันกี่องศา
เนื่องจากโลกหมุนไปทางทิศตะวันออกและหมุนรอบตัวเองเป็นมุม 360 องศาในเวลา 24 ชั่วโมง ดังนั้นในเวลาสามชั่วโมงระยะห่างระหว่างจุดแรกกับจุดที่สองคิดเป็นมุมเท่ากับ 45 องศา ซึ่งหมายความว่าหากมีนาฬิกาที่มีความเที่ยงตรงมากเท่าไหร่การประมาณตำแหน่งลองติจูดก็จะมีความแม่นยำมากเท่านั้น ในปี ค.ศ. 1707 กองเรืออังกฤษภายใต้การนำของ Sir Cloudley Shevel ได้แล่นอยู่รอบเกาะซิซิลี เนื่องจากการกะตำแหน่งลองติจูดผิดพลาดทำให้หลงทาง หลายสัปดาห์ต่อมาเรือพร้อมด้วยลูกเรือ 2,000 คนได้หายสาบสูญไป กรณีดังกล่าวถือเป็นเรื่องที่กองทัพเรืออังกฤษถือเป็นความผิดพลาดอย่างใหญ่หลวง ในปี ค.ศ. 1714 รัฐบาลอังกฤษได้ประกาศให้รางวัลสองหมื่นปอนด์ กับผู้ที่สร้างนาฬิกาที่มีความเที่ยงตรง ซึ่งในปี ค.ศ. 1728 John Harrison ได้ประดิษฐ์นาฬิกาต้นแบบที่มีความเที่ยงตรงสูงมากเรียกว่า chronometer นาฬิกาแบบดังกล่าวได้ถูกพัฒนาจนมีความสมบูรณ์แบบในปี ค.ศ. 1760 โดยมีความผิดพลาดเพียง 5 วินาทีต่อวัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น